本發(fā)明涉及一種數(shù)控機(jī)床的部件，具體是一種配套于數(shù)控機(jī)床上的機(jī)電一體式b軸擺頭裝置。

背景技術(shù)：

當(dāng)前高端零件的結(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜，花紋圖案繁雜，對(duì)加工設(shè)備的要求越來(lái)越高。數(shù)控機(jī)床是精密零件的主要加工設(shè)備，其綜合了電子計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制、伺服驅(qū)動(dòng)、精密測(cè)量和新型機(jī)械結(jié)構(gòu)等諸方面的先進(jìn)技術(shù)，使得數(shù)控機(jī)床的發(fā)展日新月異，功能也越來(lái)越強(qiáng)大。數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢(shì)體現(xiàn)在數(shù)控功能、數(shù)控伺服系統(tǒng)、編程方法、檢測(cè)監(jiān)控功能、自動(dòng)調(diào)整和控制技術(shù)等方面的發(fā)展。

機(jī)電一體式b軸擺頭裝置安裝在數(shù)控機(jī)床z軸拖板上，是數(shù)控機(jī)床的重要零部件，現(xiàn)有普通的b軸擺頭裝置，大多采用同步帶輪組傳動(dòng)、諧波減速器減速輸出，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，安裝、維護(hù)困難，裝配累積誤差大、精度低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有普通b軸擺頭裝置的缺點(diǎn)，提供一種配套于數(shù)控機(jī)床上的機(jī)電一體式b軸擺頭裝置，旨在通過(guò)改進(jìn)機(jī)床b軸結(jié)構(gòu)，以提高機(jī)床加工精度。

本發(fā)明，包括一體式伺服電機(jī)、連接法蘭、主軸座、主軸限位板和電主軸，所述一體式伺服電機(jī)的固定法蘭通過(guò)螺栓與機(jī)床的z軸連結(jié)，電機(jī)的輸出法蘭通過(guò)螺栓與連接法蘭連結(jié)，連接法蘭另一端與主軸座連結(jié)；主軸限位板通過(guò)螺栓與電主軸連結(jié)，連結(jié)時(shí)配合工裝鎖緊，保證電主軸安裝位置的一致性；主軸座一側(cè)厚度開(kāi)槽，并鉆孔攻牙，連結(jié)有主軸限位板的電主軸穿過(guò)主軸座，主軸座通過(guò)螺栓夾緊電主軸；主軸限位板通過(guò)螺栓固定在主軸座上端，起到限位作用。

本發(fā)明，在連接法蘭與z軸之間安裝有va型密封圈，以防止冷卻水、鐵屑進(jìn)入裝置內(nèi)部；密封圈壓環(huán)通過(guò)螺栓與連接法蘭連結(jié)，夾緊va型密封圈。

本發(fā)明，所述z軸通過(guò)絲桿副、導(dǎo)軌副與x軸滑板連結(jié)，在z軸兩側(cè)設(shè)置有一對(duì)左右對(duì)稱的平衡氣缸；平衡氣缸的本體通過(guò)螺栓與氣缸固定座連接，氣缸固定座則固定連接在x軸滑板上；氣缸拉桿頭與氣缸浮動(dòng)接頭連結(jié)，氣缸浮動(dòng)接頭另一端通過(guò)螺栓與氣缸限位座連結(jié)，氣缸限位座固定連接在z軸上。

本發(fā)明的有益效果是：

1、本發(fā)明采用一體式伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，無(wú)需加裝同步帶輪組和減速器，簡(jiǎn)化了b軸結(jié)構(gòu)，有效降低了裝配誤差，提高了b軸剛性和精度；一體式伺服電機(jī)，自帶電磁制動(dòng)器，回轉(zhuǎn)間隙低至1arcmin，具有結(jié)構(gòu)緊湊、高扭轉(zhuǎn)剛度、高穩(wěn)定性等特點(diǎn)；同時(shí)采用高轉(zhuǎn)速電主軸，靜音運(yùn)行，低成本維護(hù)，且能完美地與更換刀柄的刀庫(kù)配合運(yùn)行。且安裝維護(hù)簡(jiǎn)單；具有剛性好、精度高、動(dòng)態(tài)性能高等優(yōu)點(diǎn)。

2、伺服一體式電機(jī)將伺服電機(jī)和齒輪箱完美整合為一個(gè)多功能裝置，具有良好的穩(wěn)定性和持續(xù)精度。

3、開(kāi)創(chuàng)性的在z軸增設(shè)平衡氣缸，有效的降低了z軸和b軸負(fù)載，使z軸電機(jī)空載輸出功率低至10%以下，b軸擺頭裝置的升降運(yùn)動(dòng)更加靈活、平穩(wěn)，確保長(zhǎng)期穩(wěn)定性，能輕松的完成各種高難度加工動(dòng)作，同時(shí)可保證長(zhǎng)期的加工精度。

4、該b軸擺頭裝置配備高轉(zhuǎn)速電主軸，所有加工任務(wù)都是通過(guò)電主軸及其配套的刀具完成，可加工航天航空零件、手表殼、3c產(chǎn)品等精密零件。

下面實(shí)施例結(jié)合附圖說(shuō)明對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的正面示意圖；

圖2是圖1的a-a局部剖視圖；

圖3是圖1的側(cè)面示意圖；

圖4是圖1的外形示意圖（立體圖）。

圖中，1、z軸；2、x軸滑板；3、一體式伺服電機(jī)；4、連接法蘭；5、主軸座；6、主軸限位板；7、電主軸；8、密封圈壓環(huán)；9、防護(hù)蓋板；10、va型密封圈；11、平衡氣缸；12、氣缸固定座；13、氣缸浮動(dòng)接頭；14、氣缸限位座；15、氣缸拉桿頭。

具體實(shí)施方式

參照?qǐng)D1和圖2，b軸擺頭裝置主要由一體式伺服電機(jī)3、連接法蘭4、主軸座5、主軸限位板6、電主軸7構(gòu)成，一體式伺服電機(jī)3的固定法蘭通過(guò)螺栓與機(jī)床的z軸1連結(jié)，電機(jī)的輸出法蘭通過(guò)螺栓與連接法蘭4連結(jié)，連接法蘭4另一端與主軸座5連結(jié)；主軸限位板6通過(guò)螺栓與電主軸7連結(jié)，連結(jié)時(shí)配合工裝鎖緊，保證電主軸安裝位置的一致性；主軸座5一側(cè)厚度開(kāi)槽，并鉆孔攻牙，連結(jié)有主軸限位板6的電主軸7穿過(guò)主軸座5，通過(guò)螺栓夾緊電主軸；主軸限位板6通過(guò)螺栓固定在主軸座5上端，起到限位作用。

參考圖1和圖3，z軸1通過(guò)絲桿副、導(dǎo)軌副與x軸滑板2連結(jié)，z軸兩側(cè)設(shè)置有一對(duì)平衡氣缸11，左右對(duì)稱；氣缸本體通過(guò)螺栓與氣缸固定座12，氣缸固定座12（左右各一件）則固定在x軸滑板2上；氣缸拉桿頭15與氣缸浮動(dòng)接頭13連結(jié)，氣缸浮動(dòng)接頭13另一端通過(guò)螺栓與氣缸限位座14連結(jié)，氣缸限位座14與z軸固定連接。

參照?qǐng)D2，連接法蘭4與z軸1之間安裝有va型密封圈10，防止冷卻水、鐵屑進(jìn)入裝置內(nèi)部；密封圈壓環(huán)8通過(guò)螺栓與連接法蘭3連結(jié)，夾緊va型密封圈10。

參照?qǐng)D2和圖3，防護(hù)蓋板9通過(guò)螺栓固定在z軸1背面，防止冷卻水、鐵屑進(jìn)入。

本發(fā)明的工作原理如下：根據(jù)加工零件的形狀及加工工藝，用規(guī)定的代碼和程序格式編寫程序單，然后將程序單輸入到控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)將程序處理后，b軸的伺服系統(tǒng)發(fā)出帶有功率的信號(hào)，一體式伺服電機(jī)3驅(qū)動(dòng)連接法蘭4旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)主軸座5及電主軸7圓周擺動(dòng)。同時(shí)擺頭上的高速旋轉(zhuǎn)電主軸，通過(guò)配套的刀具，對(duì)裝夾在工作臺(tái)上的工件進(jìn)行切削，配合其他x、y、c等各軸的運(yùn)動(dòng)合成，即可雕銑出各種平面或立體的浮雕圖形及文字，實(shí)現(xiàn)雕銑自動(dòng)化作業(yè)。

參照?qǐng)D1，z軸電機(jī)（圖中未畫出）帶動(dòng)z軸1及b軸擺頭裝置做升降運(yùn)動(dòng)，同時(shí)，z軸兩側(cè)的平衡氣缸拉桿頭隨之運(yùn)動(dòng)，通過(guò)控制系統(tǒng)的控制，兩者實(shí)現(xiàn)同步運(yùn)行。在機(jī)床氣動(dòng)系統(tǒng)控制下，抵消z軸1和b軸擺頭部分負(fù)載；以電主軸7垂直位置為0°，b軸的擺動(dòng)角度為-90°至+90°，共180°，能夠滿足大多數(shù)零件的雕刻作業(yè)。

本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、合理，整體精度高，具有結(jié)構(gòu)剛性好、精度高、動(dòng)態(tài)性能高和長(zhǎng)期穩(wěn)定性高等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種機(jī)電一體式B軸擺頭裝置，包括一體式伺服電機(jī)、連接法蘭、主軸座、主軸限位板和電主軸，所述一體式伺服電機(jī)的固定法蘭通過(guò)螺栓與機(jī)床的Z軸連結(jié)，電機(jī)的輸出法蘭通過(guò)螺栓與連接法蘭連結(jié)，連接法蘭另一端與主軸座連結(jié)；本發(fā)明，為了降低B軸的負(fù)載，提高B軸擺頭運(yùn)轉(zhuǎn)的靈活性和穩(wěn)定性，在Z軸兩側(cè)增加兩條平衡氣缸，有效地減輕了Z軸和B軸擺頭的負(fù)載，使Z軸電機(jī)空載輸出功率低至10%以下，B軸擺頭裝置的升降運(yùn)動(dòng)更加靈活、平穩(wěn)，確保長(zhǎng)期穩(wěn)定性。本發(fā)明，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、合理，整體精度高，且具有結(jié)構(gòu)剛性好、精度高、動(dòng)態(tài)性能高和長(zhǎng)期穩(wěn)定性高等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)研發(fā)人員：蔡漢生;黃展源;鄭苗遠(yuǎn);郭楷銘;鄭哲宇;洪澤斌;江曉波;蔡桂陽(yáng)
受保護(hù)的技術(shù)使用者：巨輪智能裝備股份有限公司;巨輪（廣州）機(jī)器人與智能制造有限公司
技術(shù)研發(fā)日：2017.04.11
技術(shù)公布日：2017.08.18